Espelho (do latim speculum) é uma superfície que reflete um raio luminoso em uma direção definida, em vez de absorvê-lo ou espalhá-lo em todas as direções. Por convenção, as distâncias dos objetos são sempre consideradas positivas e as distâncias das imagens são consideradas positivas para imagens reais e negativas para imagens virtuais. Os raios homogêneos que partem de vários pontos de qualquer objeto e incidem perpendicularmente ou quase perpendicularmente sobre qualquer plano refletor ou refrator ou superfície esférica divergem depois disso de tantos outros pontos ou são paralelos a tantas outras retas ou convergem para tantos outros pontos com precisão ou sem erro notável. E o mesmo acontece se os raios são refletidos ou refratados sucessivamente por dois ou três ou mais superfícies planas ou esféricas. O ponto de onde os raios divergem ou para o qual convergem pode ser chamado foco dos raios. E, sendo dado o foco dos raios incidentes, o dos raios refletidos ou refratados pode ser encontrado determinando-se a refração de dois raios quaisquer.
Onde quer que os raios que provém de todos os pontos de qualquer objeto se encontrem de novo em um certo número de pontos depois de convergir por reflexão ou refração, eles formam uma imagem do objeto em qualquer corpo branco sobre o qual estão incidindo. Quando uma pessoa olha para qualquer objeto, a luz que provém de vários pontos do objeto é refratada pela pele transparente e pelos humores aquosos do olho humano (isto é, pela túnica córnea e pelo humor cristalino que fica depois da pupila), de modo a convergir e se reunir de novo em vários pontos do fundo do olho, onde forma a imagem do objeto na pele (que se chama túnica retina) que recobre o fundo do olho.
Óculos convexos corrigem a falta de tumidez do olho e, aumentando a refração, fazem com que os raios convirjam antes e se reúnam nitidamente no fundo do olho, desde que o vidro tenha o grau de convexidade adequado. E o contrário acontece com míopes cujos olhos são muito túmidos.
